矿山机械期末复习材料河南理工大学.docx

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1、矿山机械期末复习材料河南理工大学1 名词解释： 截割阻抗：单位截割深度作用于刀具上的截割阻力 比能耗：切割单位体积煤或岩石所消耗的能量 截高：采掘机械截割机构工作时在底板以上形成的空间高度 截深：采掘机械工作机构每次切入煤体或岩体内的深度。 装机功率：所有用电设备的总功率 初撑力: 支柱通过泵压而给予顶板的主动支撑力。 工作阻力：支架对顶板的最大支撑力 扬程：指单位重量液体自水泵获得的能量，又称为压头 测地高度：吸水高度和排水高度之和。 吸水扬程：从水泵的轴线到水面的垂直距离，)排水扬程：从水泵的轴心到排水管的出口中心的垂直距离。实际扬程就是排水扬程与吸水扬程之和 矿井通风设备：向井下输送新鲜

2、空气，工人员呼吸，并使有害气体的浓度降低到对人体和安全无害的程度；同时调节温度和湿度，改善井下工作环境，保证煤矿生产安全。 空气压缩设备就是指为气动机械提供压缩空气的整套设备。 通风方式包括：中央并列式，对角式，中央边界式。 风机的流量和能头在瞬间内发生不稳定的周期性反复变化的现象称为喘振现象。 各种导叶的数目与叶片数互为质数，以避免气流通过时产生共振现象。 2填空题 1固性和截割阻抗，煤可分为3级：_软煤_、中硬煤、 硬煤 。其中中硬煤的坚固性系数在_1.53_范围内，截割阻抗在_180240_范围内。 2掘断面的形状掘进机可分为全断面掘进机和部分断面掘进机； 按照截割头的布置方式，悬臂式部

3、分断面掘进机分为横轴式和纵轴式 3工作面按照支护机械化程度不同分为 普采 、_高档普采_、_综采_。 4工作面按照支护机械化程度不同分为普采工作面、高档普采工作面、综采工作面。高档普采工作面是采用 单体液压支柱 支护、综采工作面金属采用 液压支架 支护。 5煤层按照倾角可分为 近水平煤层 、 缓(倾)斜煤层 、 中斜煤层 、急倾斜煤层四种类型，近水平煤层8缓(倾)斜煤层825中斜煤层2545急倾斜煤层45 6采煤机械的类型主要包括 滚筒采煤机 、 刨煤机 、 连续采煤机 和螺旋采煤机等四种。 7滚筒采煤机的组成： 截割部 、 行走部 、 电动机 和辅助装置等组成。 8采煤机螺旋滚筒的作用是 落

4、煤 、 装煤 、 自开切口 。 9煤层厚度分为极薄煤层、薄煤层、中厚煤层、厚煤层四类。 10采煤机三机配套是指采煤机、刮板输送机、液压支架要合理配套；配套选型液压支架是核心 11采煤机的理论生产率主要取决于_截高_、 截深_、_牵引速度_三个因素。 12现代采煤机的行走机构广泛采用无链牵引，主要包括销轨式、齿轨式、链轨式三种形式。 13某台采煤机电动机包括两台500 kw的截割电动机、两台55kw的牵引电动机和一台20 kw的液压泵电动机，总装机功率为1130 kw。 14.滚筒的三个直径分别是 滚筒直径 、 螺旋叶片外缘直径、 筒毂直径 。 1 / 8 15.截齿的分布方式主要有 棋盘式 、

5、 顺序式 两种 16.三用阀是由单向阀、安全阀和卸荷阀组装而成。别承担支柱的 注液升柱 、 过载保护 和 卸载降柱 功能 17.放顶支柱的作用是 支撑 、 切顶 和 推溜移柱 。 18.根据结构单体液压支柱分为活塞式和悬浮式两种结构形式 19.液压支架的基本架型支撑式、掩护式和支撑掩护式；支撑掩护式又分为支顶式和支顶支掩式；掩护式又分为支顶式和支掩式。 20.根据支架在工作面的位置可分为工作面支架、过渡支架和端头支架 21.三软煤层指顶板软，易冒落；煤层软，易片帮；地板软，地板允许比压小于6MPa. 22.刮板输送机按机头卸载方式和结构分为 端卸式 、侧卸式和90转弯刮板输送机。 SGB一63

6、0150(C)中的S 代表 输送机 、G代表 刮板 、 B代表 边双链 23.刮板链有 中单链、 中双链、 边双链三种形式。 24.缓冲托辊主要安装在输送机的 装载点，以减轻物料对输送带的冲击。它与承载托辊的不同在于在管体外部加装了 橡胶圈。 25.按照作用不同，滚筒分为 传动滚筒 与 改向滚筒 。 26.传动滚筒按照结构和内部传力特点不同分为常规传动滚筒、电动滚筒和齿轮滚筒。电动滚筒的减速机构和 电动机都安装在滚筒内部。 27.常用的制动装置按照工作方式分为逆止器和制动器 28.制动器分为盘式制动器和闸瓦制动器。 29.闸瓦制动器结构紧凑，但制动副的 散热 性能不好，不能单独用于 下运 带式

7、输送机。 30.矿用制动器都是在失电 情况下，利用弹簧的作用力制动的。目的是提高制动的可靠性。 31.摩擦提升机分为多绳摩擦式和单绳摩擦式两种 32.尾绳的作用是减小两端张力差，提高运行的可靠性. 3简答题 一结合这两个图说明内回转转钎的原理 当活塞4往复运动时，通过螺旋棒3和棘轮机构，使钎杆每被冲击一次转动一定角度。 由于棘轮机构具有单方向间歇旋转特征，故当活塞冲程时，处于顺齿位置，它可压缩弹簧而随螺旋棒转动，活塞沿直线向前冲击。当活塞回程时由于棘爪处于逆齿位置，阻止螺旋棒转动，迫使活塞转动，从而带动转钎套及钎杆转动一个角度。 二用下图说明凿岩台车的自动平行机构工作原理 当钻臂摆动Da角从I

8、位运动到II位时，迫使液压缸2的活塞杆伸出，将小腔的压力油排入仰俯液压缸5的小腔，使其活塞杆缩回同样长度，带动托盘反向摆动Da角。合理选择两液缸的安装位置可以使Da=Da，从而使托盘和推进器近似保持原来的水平位置。 三结合下图说明中部斜切进刀的采煤机工作过程 采煤机割煤至工作面左端； 空牵引至工作面中部，并沿输送机 2 / 8 弯曲段斜切进刀，继续割煤至工作面右端；移直输送机，采煤机空牵引至工作面中部； 采煤机自工作面中部开始割煤至工作面左端，工作面右半段输送机移近煤壁恢复初始状态 四下图是双滚筒采煤机工作时滚筒的两种转向方式示意图，反向对滚(b)正向对滚 在图上标出滚筒的旋向 采煤往复工作过

9、程中，滚筒能不能换向，为什么？ 为什么滚筒的转向相反 : 可以使两个滚筒的截割阻力相互抵消，以增加机器的工作稳定性 正向对滚和反向对滚的特点： 采用反向对滚时，割顶部煤的前滚筒顺转，故煤尘较少，碎煤不易抛出伤人。中厚煤层双滚筒采煤机都采用这种方式。虽然煤流被摇臂挡住而减小了装煤口，但由于滚筒直径较大，仍有足够的装煤口尺寸。采用正向对滚时，前滚筒产生的煤尘多，碎煤易伤人，但煤流不 被摇臂挡住，装煤口尺寸大，因而在薄煤层采煤机中采用正向对滚就显示出了优越性 五结合下图说明悬浮式单体液压支柱的结构特点，使用特点以及工作过程。 悬浮式单体液压支架实现了无焊缝，无柱头，无活塞的结构，具有工作行程大，适用

10、范围广，抗偏载能力强，使用安全可靠等特点，在实践过程中取得地良好的应用效果。 工作过程包括升柱和初撑，承载和溢流，卸载和回柱三个过程 1. 升柱与初撑：压力液体从三用阀8进入到油缸与活柱之间的环形空腔内，再从活柱3下部的径向通孔进入活柱内腔，在液体压力的作用下，活柱3，悬浮盖2，顶盖1上升并支撑顶板。当支柱在顶板压力下支撑时，活柱3，悬浮盖2，顶盖1在轴向受压，同时活柱内腔的液压力沿轴向通过悬浮盖2作用在顶盖上，形成了与顶板压力方向相反的力。 2. 承载和溢流：当顶板压力超过支柱额定工作阻力的10%时，安全阀打开，液体外溢，支柱内腔压力随之降低，支柱下缩。当支柱所受载荷低于额定工作阻力的10%

11、时，安全阀关闭，腔内液体停止外溢。由于上述现象在支柱支护过程中重复出现，因此支柱的载荷始终保持在额定工作阻力左右。 3. 卸载和回柱：扳动卸载手把打开卸载阀，柱内的工作液体排出柱外，活柱在自重和复位弹簧的作用下缩回，完成卸载降柱过程。 六液压支架选型 1. 液压支架选型时要考虑的问题 底板强度 煤层厚度 煤层倾角 瓦斯含量 地质构造 2. 液压支架的组成部分及其功能 根据液压支架各部件的功能和作用，共组成可分为4部分； (1)承载结构件，如顶梁、掩护梁、底座、连杆、尾梁等。其主要功能是承受和传递顶板和垮落岩石的载荷。 (2)液压缸，包括立柱和各类千斤顶。其主要功能是实现支架的各种动作产生液压动

12、力。 (3)控制元部件，包括液压系统操纵阀、单向阀、安全阀等各类阀，以及管路、液压、电控元件。其主要功能是操纵控制支架各液压缸动作及保证所需的工作特性。 (4)辅助装置，如推移装置、护帮(或挑梁)装置、伸缩梁(或插板)装置、活动侧护板、防倒防滑装置、连接件、喷雾装置等。这些装置是为实现支架的某些动作或功能所必需的装置。 简述工作面支架的工作过程 答：升架、降架、推移输送机和移架。 利用乳化液泵站提供的高压乳化液通过液压控制系统不同功能的液压缸来实现。每架支架的进、回液管路都与连接泵站的工作面主供液管路和主回液管路并联，全工作面的支架共用泵站作为液压动力源。每架支架形成各自独立的液压系统。 3

13、/ 8 液控单向阀均设在本架内。操纵阀设在本架内本架操作；操纵阀设在相邻支架内邻架操作 根据下图说明液压支架的工作特性 液压支架工作特性曲线 p2Pc=Dpbncosa10341. 初撑 支架初撑力 支架增阻过程。恒阻过程。 支架对顶板的支撑力称为工作阻力 P=p4D2pancosa103k2. 承载 支架初撑后，进入承载阶段。顶板缓慢下沉，顶板对支架的压力增加，立柱下腔压力升高液压支架在低于额定工作阻力下工作时，具有增阻性，以保证支架对顶板的有效支撑作用； 3. 卸载 在达到额定工作阻力时，具有恒阻性； 为使支架恒定在最大支撑力，具有可缩性，支架在保持恒定工作阻力下，随顶板下沉而下缩。 增阻

14、性主要取决于液控单向阀和立柱的密封性能，恒阻性与可缩性主要由安全阀来实现安全阀、液控单向阀和立柱是保证支架性能的三个重要元件。 简述掩护式液压支架的结构和性能特点 答：掩护式支架结构特点：掩护梁较宽以挡住采空区的矸石进入作业空间，掩护梁上端与顶梁铰接，下端通过前后连杆与底座连接。双纽线机构以保持稳定的梁端距和承受水平推力。立柱支撑力间接作用于顶梁或直接作用于顶梁上。掩护式支架立柱较少，且倾斜布置，以增加支架调高范围，支架两侧有活动侧护板把密封架间。顶梁较短，一般在3.0m左右。 掩护式支架支护性能：支撑力较小，切顶性能差，顶梁短，支撑力集中在靠近煤壁顶板，支护强度较大、均匀，掩护性好，能承受较

15、大水平推力，对顶板反复支撑次数少，能带压移架。顶梁短，立柱倾斜布置，作业空间和通风断面小。 用于直接顶中等稳定以下，顶板周期来压不强烈的采煤工作面。 七何为逐点张力法，基本规则是什么？分析双端驱动下运刮板输送机的最小张力点位置。 1、逐点张力法，是计算牵引构件在运行时各点张力的方法。 2. 逐点张力法的规则是：牵引构件某一点上的张力，等于沿其运行方向后一点的张力与这两点间的运行阻力之和。 3. 最小张力点位置：可能是在主动链轮的分离点1或3点，这需要由两端传动装置的功率比值及重段，空段阻力的大小决定。 八带式输送机的拉紧装置有哪几种形式；重锤式有何优缺点；确定拉紧装置的位置时应考虑哪些因素？

16、1. 带式输送机的拉紧装置有三种，分别为重锤式，固定式和自动式。 2. 重锤式拉紧装置时利用重锤的重量产生拉紧力，并保证输送带在各种工况下均有恒定的拉紧力，并且可以自动补偿由于温度改变和磨损而引起输送带的伸长变化。该装置在结构上简单，工作上可靠，维护量小，是一种应用广泛的较理想的拉紧装置。它的缺点是占用空间较大，工作上拉紧力不能自动调整。 九 利用欧拉公式分析提高传动滚筒能传递的最大牵引力的方法 。 十 多绳摩擦式和单绳缠绕式相比的优缺点？ 提升高度不受滚筒宽度限制，适用于深井提升； 由于多根钢丝绳共同承受终端载荷，钢丝绳直径变小，故摩擦轮直径显著减小； 4 / 8 在相同提升速度情况下，可以

17、使用转速较高的电动机和较小传动比的减速器； 采用偶数根钢丝绳，且左右捻各半，消除了提升容器在提升过程中的扭转，减小了罐耳和罐道间的摩擦； 钢丝绳搭放在摩擦轮上，减少了钢丝绳的弯曲次数，改善了钢丝绳的工作条件，可以提高钢丝绳的使用寿命； 多根钢丝绳同时被拉断的可能性极小，提高了安全性。因此，多绳提升罐笼可以不设防坠器。 主要缺点是： 多根钢丝绳的悬挂、更换、调整、维护检修工作复杂，而且当一根钢丝绳损坏时，需要更换所有钢丝绳； 绳长不能调节，不适应多水平提升，也不适用于凿井。 十一 根据图11-11和11-12说明防坠器的防坠原理。 工作过程是，当发生坠罐时，开动机构动作，并通过传动机构传动到抓捕

18、机构，抓捕机构把罐笼支承到井筒中的支承物上(罐道或制动绳)，罐笼下坠的动能由缓冲机构来吸收。一般开动机构和传动机构连在一起，抓捕和缓冲有的联合作用，有的设有专门缓冲机构以限制制动力的大小。 十二 说明调绳离合器的作用？ 作用是使活卷筒与主轴连接或脱开，使两卷筒能相对转动，以便调节绳长。 十三 多绳摩擦提升机的张力平衡方法有哪些？ (1)尽可能消除各钢丝绳物理方面的差异。一组钢丝绳最好使用连续生产的制品。例如，当一组钢丝绳需要4根时，应由厂家从同一批出厂的合格盘丝中配料，并捻制2倍长度的左、右捻钢丝绳各1根，成绳后再从中部截开，交付现场使用。 (2)设有车槽装置，定期及时车削绳槽。 (3)采用张

19、力平衡机构。平衡机构主要有平衡杆式平衡机构、角杆式平衡机构、弹簧式平衡机构和液压式平衡机构。 (4)定期调整钢丝绳张力差。 (5)采用弹性摩擦衬垫。 十四. 说明下图盘闸制动器的工作原理 当液压缸内油压为最小时，制动盘受最大正应力的作用，呈全制动状态；当油压升高时，液压油产生的推力增大，弹簧力将被部分克服，对制动盘的作用力减小，从而减小制动力矩，当工作油压升高，则完全解除制动。松闸时将压力油送入工作腔，通过活塞及联接螺栓将闸瓦拉回，弹簧被压缩，闸瓦离开制动盘。 十五. 简述多绳摩擦提升机钢丝绳张力平衡措施？ (1)尽量消除各钢丝绳物理方面的差异。一组钢丝绳最好使用连续生产的制品。当一组钢丝绳需

20、要4根时，应由厂家从同一批出厂的合格盘丝中配料，并捻制二倍长度的左右捻钢丝绳各一根，成绳后再从中部截开交付现场使用； (2)没有车槽装置，定期及时车削绳槽； (3)采用张力平衡机构。主要有平衡杆式平衡机构、角杆式平衡机构、弹簧式平衡机构、液压式平衡机构； (4)定期调整钢丝绳张力差； (5)采用弹性摩探讨垫。 HT=A-BQT 在理论流量相同的情况下，前弯叶片产生的理论扬程最大，径向叶片次之，后弯叶片最小。若产生相同的理论扬程，采用前弯叶片时，叶轮直径可小一些，采用后弯叶片时，需要的直径最大；径向叶片居中。但从图12-8可 5 / 8 以看出，在相同条件下，前弯叶片的出口绝对速度c最大，后弯叶

21、片的绝对速度c2最小。绝对速度越大，水在泵内流动时的能量损失也越大，效率就越低。所以，前弯叶片叶轮的效率较低，后弯叶片叶轮的效率较高，径向叶片叶轮的效率居中。因此，在实践中通常使用后弯叶片的叶轮以提高效率。 十六. 液力耦合器的工作原理如何？ 答：液力耦合器的工作原理是：电动机带动泵轮旋转，工作液体在叶片作用下同泵轮一起旋转。离心力的作用使泵轮内侧液体沿曲面流向外缘，形成高速涡流，冲击涡轮叶片，使之旋转。高速涡流由泵轮外缘流向内侧时，降压减速后再进入泵轮，如此循环，在泵轮和涡轮叶片之间形成连续的涡状环流，将两者耦合在一起运动 十七. 汽蚀现象 答案：叶轮入口处的压力过低，就会有蒸汽及溶解在水中

22、的大量气体从水中逸出，这些小气泡随水流入叶轮内的高压区时，结果在气泡消失处形成空洞，造成极大的水力冲击，久而久之就会使金属层逐渐被破坏，通常称这种破坏为机械剥落。另外在气泡中还混有一些活泼气体， 对金属起化学腐蚀作用，化学腐蚀与金属剥落的共同作用，使金属表面很快出现蜂窝状的麻点，并逐渐形成空洞，以上现象称为汽蚀现象。 水泵在运行时，如果发生汽蚀现象，就会出现噪音和震动。同时， 水泵的排水高度也会降低。随汽蚀现象程度的加剧，产生大量的气泡，最后造成断流，这时水泵的吸水高度、功率、效率迅速下降，甚至吸不上水来，因此不能使水泵在汽蚀的情况下工作。要防止水泵在工作时发生汽蚀现象，就要使叶轮人口处的压力

23、大于当时水温的饱和蒸汽压力。为了达到这个目的，除了减少吸水管的阻力，降低吸水管内水的流速外，正确地选择水泵的吸水高度。 2十八. 什么是离心式水泵的工况点？ 答案 水泵究竟工作在性能曲线上的哪一个点，这取决于与水泵相连接的管网系统，即取决于管网的特性曲线。因为水泵排水是通过与之相连接的管网来完成的，为使水泵排水达到最佳、最经济合理的效果，必须考虑管网系统。所以，水泵的性能曲线与管网的特性曲线的相交点就是水泵的工作状况点，简称为工况点(有时叫工作点)。 十九. 什么水泵的性能曲线？ 答案 流量、扬程、转速、轴功率和效率等是离心式水泵的主要性能参数，它是指某 台水泵在效率最高点测定的有关参数。而水

24、泵流量是变化的，随着流量的变化，其他参数也 都随之变化。水泵在额定转速下，用流量Q为横坐标，扬程、轴功率和效率为纵坐标表示的关系曲线，就是水泵的性能曲线或称特性曲线。 二十. 平衡盘的作用和特点是什么 答案 用来消除水泵的轴向推力。 平衡盘和叶轮均固定在同一轴上，平衡盘位于出水段与尾盖之间。平衡环用铸铜制成，固定在出水段上。平衡盘与平衡环共同组成平衡装置(平衡室)，用于平衡由于叶轮所产生的轴向推力。 平衡盘的特点：平衡力可以随轴向推力的变化而变化并达到平衡。 二十一. 采煤机的组成及各部分的作用？ 答：(1)截煤部：用来把煤从煤层中截落并装入输送机.它包括螺旋滚筒、摇臂、传动减速箱，和挡煤板.

25、 (2)牵引部：用于采煤机沿工作面来回牵引，它包括瞄链牵引机构及其传动减速箱.(3)电动机：电动机用来驱动截煤部和牵引部.(4)辅助装置：包括承托机身的底托架、防止采煤机沿倾斜自动下滑的防滑装设、灭尘用的喷雾装置，以及其它电气、机械的保护和控制装置. 6 / 8 二十二.欧拉公式所表示的是输送带相遇点和分离点的张力关系. 输送带与传动滚筒间的摩擦传动原理(如图所示)设传动滚筒此时输出牵引力，输送带在传动滚筒的分离点处的张力为S1，在相遇点处的张力为Sy(SyS1)。在研究输送带张力沿传动滚筒的分布规律时，假设输送带是理想的挠性体，可以任意弯曲，没有弯曲应力；同时，由于在传动滚筒上那一段输送带的重力和离心力同它所受的张力和摩擦力相比甚小，因此忽略不计。 在输送带上取微元体AB作为分离体，它对应的圆心角为dq，其受力分析如图所示。由微元体力的平衡得 7 / 8 8 / 8